納米氧化銅對仔豬血漿抗氧化能力的影響

呂文龍，魏 蓉，李 鑫，郭志杰，張德曉

（1.東北農業大學動物營養研究所，哈爾濱 150030；2.廣東工業大學，廣州 510520）

銅是動物機體必需的微量元素之一，是體內多種酶的組成成分，對維護動物正常生理機能至關重要[1]。畜禽吸收的銅進入血液后分布于紅細胞和血漿中，主要以紅細胞銅蘭蛋白和血漿銅蘭蛋白的形式存在，而體內游離的銅離子會被快速結合，構成許多金屬酶及金屬蛋白。動物體內至少有14種含銅酶，如細胞色素氧化酶（cytochrome－oxydase）、銅鋅超氧化物岐化酶（CuZn－SOD）、銅藍蛋白（CP）、單胺氧化酶（MAO）、谷胱甘肽過氧化物酶（GSH－Px）等多種酶，參與機體氧化磷酸化、自由基解毒等代謝過程[2]。目前常用的銅源主要是硫酸銅與氧化銅，但二者生物利用率低，尤其以促進生長為目的添加高水平銅時，大量的銅隨糞便排出，污染環境。在飼料生產和貯存過程中，Cu2＋極易被還原成Cu，由于大多數維生素對銅的催化性十分敏感，這種還原反應會破壞添加劑中的維生素，導致脂肪哈變[3]。原料硫酸銅還易吸水結塊，腐蝕加工設備。

納米粒子因其小尺寸、巨大表面積效應而呈現出有異于常規粒子的生物學功能，納米技術的發展為銅的營養效應研究提供了新的思路[4]。納米微粒易通過胃腸黏膜，使其透皮吸收的生物利用度得以提高[5]。本試驗在仔豬日糧中添加不同劑量納米氧化銅，旨在研究其對仔豬抗氧化能力的影響，并與硫酸銅和氧化銅進行比較，為開發新型高效含銅類飼料添加劑提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及試驗設計

試驗選用杜洛克×約克夏×長白三元雜交仔豬144頭（購自哈爾濱洪福豬場），體重12.58±2.44 kg組內、組間差異不顯著（P＞0.05）。隨機分為6個處理組，每組設3個重復，每個重復8頭豬（公母各半）。1組為對照組，飼喂基礎日糧；2組為硫酸銅組，在基礎日糧中以硫酸銅的形式添加銅 200 mg·kg－1；3組為氧化銅組，在基礎日糧中以氧化銅的形式添加銅 200 mg·kg－1；4～6 組為納米氧化銅組，在基礎日糧中以納米氧化銅的形式分別添加銅5、50、100 mg·kg－1。仔豬從 7 日齡開始誘食，28日齡斷奶，預試期9 d，正試期28 d。

1.2 儀器設備及藥品試劑

恒溫干燥箱、電子天平、低溫冰箱、低溫超高速離心機、旋渦混勻器、UV－2100紫外分光光度計。CuSO4·5H2O、CuO（飼料級）購自哈爾濱希杰飼料有限公司。納米氧化銅（nano－CuO）由浙江大學飼料科學研究所提供。

1.3 試驗日糧

基礎日糧采用玉米－豆粕型基礎日糧。日糧的配制參照美國 NRC（1998）和中國瘦肉型豬飼養標準中仔豬營養需要配制。基礎日糧組成及營養水平見表 1。

表1 基礎日糧配方及營養水平 DM

1.4 檢測方法

試驗14、28 d，禁食 12 h，每組固定 4頭仔豬，用一次性注射器經前腔靜脈采血 5 mL，凝血后3 000 rpm低溫離心15min，分離血漿樣品，裝于 Eppendorf管中，用于銅鋅超氧化物歧化酶（CuZn－ SOD）、銅藍蛋白（CP）、丙二醛（MDA）含量的測定（檢測試劑盒購自南京建成生物工程公司）和細胞色素C氧化酶（CCO）活性的測定（檢測試劑盒購自上海杰美基因醫藥科技有限公司）。

1.5 數據分析

試驗數據采用SAS 8.2統計軟件進行方差分析和LSD多重比較，結果以平均值±標準差（SD）表示。

2 試驗結果

2.1 不同劑量的納米氧化銅對仔豬銅鋅超氧化物歧化酶活力的影響

不同劑量的納米氧化銅對仔豬銅鋅超氧化物歧化酶活力的影響見表2。

由表 2可見，試驗14 d，5組仔豬血漿銅鋅超氧化物歧化酶活力顯著高于 2、3、6組（P＜0.05），其他各組差異不顯著（P＞0.05），試驗 28 d，1、2組仔豬血漿銅鋅超氧化物歧化酶活力顯著高于 4、5、6組（P＜0.05），3組與 4、6組差異不顯著。

表2 納米氧化銅對仔豬CuZn-SOD活性的影響U·m L－1

2.2 不同劑量的納米氧化銅對仔豬血漿銅藍蛋白活力的影響

不同劑量的納米氧化銅對仔豬血漿銅藍蛋白活力的影響見表3。由表 3可見，試驗 14 d，5、6組仔豬血漿銅藍蛋白活力顯著高于其他各組（P＜0.05），2、4 組顯著高于 1、3 組（P＜0.05）；試驗28 d，5、6組仔豬血漿銅藍蛋白活力顯著高于其他各組（P＜0.05），4組顯著高于 1、3 組（P＜0.05）。

表3 納米氧化銅對仔豬CP活力的影響U·L－1

2.3 不同劑量的納米氧化銅對仔豬血漿細胞色素C氧化酶活性的影響

不同劑量的納米氧化銅對仔豬血漿細胞色素C氧化酶活性的影響見表4。

由表4可見，試驗至14 d，5、6組仔豬血漿細胞色素 C氧化酶活性顯著高于 1、2、3組（P＜0.05），2、4 組顯著高于 1、3 組（P＜0.05）；試驗至28 d，5、6組仔豬血漿細胞色素C氧化酶活性顯著高于 1、3組（P＜0.05），2、4組顯著高于 1組（P＜0.05）。

表4 納米氧化銅對仔豬血漿CCO活性的影響 U·L－1

2.4 不同劑量的納米氧化銅對仔豬血漿丙二醛含量的影響

不同劑量的納米氧化銅對仔豬血漿丙二醛含量的影響見表5。

由表5可見，試驗14 d，5組仔豬血漿丙二醛含量顯著低于 1、6組（P＜0.05），其他各組差異不顯著（P＞0.05）；試驗 28 d，2、4、5 組仔豬血漿丙二醛含量顯著低于 1、3、6組（P＜0.05）。

表5 納米氧化銅對仔豬血漿MDA含量的影響 nmol·m L－1

3 討論

3.1 不同劑量的納米氧化銅對仔豬血漿銅鋅超氧化物歧化酶活力的影響

CuZn－SOD是體內主要存在的一種金屬抗氧化酶，在生物體內對抗氧化、解毒等起重要作用，且有抗輻射、抗腫瘤及抗衰老等功能。銅作為銅鋅超氧化物歧化酶的金屬輔酶，是CuZn－SOD的活性中心、輔助因子和調節因子，在維護其結構和功能方面發揮著重要作用[6－7]。據報道，當大鼠日糧缺銅時，其肝臟中CuZn－SOD活性顯著下降[8]。張蘇江等報道，低劑量的銅能使豬血清 CuZn－SOD活性提高[9]。研究表明，產蛋雞日糧中添加硫酸銅30mg·kg－1時，CuZn－SOD 活性明顯高于添加硫酸銅 0、6、15、60、125 mg·kg－1組[10]。本試驗日糧中添加納米氧化銅 100 mg·kg－1可顯著提高 CuZn－SOD活性，說明納米氧化銅可以起到增強仔豬機體抗氧化的功能，而200 mg·kg－1劑量則顯著降低了 CuZn－SOD活性，這可能因為在 CuZn－SOD活性中心，Cu不可代替，Zn可被多種元素代替。高劑量的銅可競爭性抑制Zn的吸收，缺少Zn的CuZn－SOD的活性下降。

3.2 不同劑量的納米氧化銅對仔豬血漿銅藍蛋白活力的影響

CP具有抗氧化性，能強有力地抑制脂類自身氧化，清除體內自由基的蛋白，具有類似銅鋅超氧化物歧化酶的作用。CP主要由肝臟合成，然后隨血液循環在身體各處發揮作用。許多研究證實，銅可提高銅藍蛋白的活性。崔偉等研究表明，日糧添加硫酸銅 200 mg·kg－1可使天府肉鴨血漿中 CP的活性顯著升高，但日糧中銅含量超過 400 mg·kg－1時血漿 CP活性與日糧銅水平呈現強烈負相關[11]。王艷華研究結果顯示，日糧中添加納米銅5、60 mg·kg－1可使仔豬肝臟中 SOD活性提高 139.05%、285.03[12]。本試驗結果顯示，添加納米氧化銅組仔豬血漿銅藍蛋白活力顯著高于其他各組。

3.3 不同劑量的納米氧化銅對仔豬血漿CCO氧化酶活性的影響

CCO存在于真核生物的細胞線粒體上，是真核生物線粒體內膜和需氧菌細胞膜電子傳遞鏈上的終端酶，主要通過氧化磷酸化為細胞提供能量。本試驗結果顯示，納米氧化銅能顯著提高仔豬血漿細胞色素C氧化酶的活性。

3.4 不同劑量的納米氧化銅對仔豬血漿丙二醛含量的影響

MDA是脂質過氧化反應的終產物，MDA對線粒體呼吸功能、丙酮酸脫氫酶α－酮戊二酸脫氫酶等具有顯著的抑制作用。MDA的含量能反映機體內脂質過氧化的程度，反映細胞損傷程度。研究表明，在日糧中添加硫酸銅30mg·kg－1，可使產蛋雞血漿總抗氧化能力明顯升高，血漿中丙二醛含量顯著降低。崔偉等研究結果表明，當日糧銅水平超過200 mg·kg－1時，天府肉鴨血漿 MDA含量顯著升高[11]。本試驗通過添加不同劑量的納米氧化銅，結果顯示，試驗至14 d，5組仔豬血漿丙二醛含量顯著低于 1、6組；添加納米氧化銅能顯著降低MDA含量；而添加高納米氧化銅顯著提高了MDA含量，這可能是由于高銅日糧使得血漿的 CuZn－SOD和血漿的CP活性降低，導致機體對MDA等脂質過氧化產物的清除能力降低，從而導致血漿中MDA含量的升高。

4 小結

在本試驗條件下，基礎日糧中添加納米氧化銅50 mg·kg－1能顯著提高仔豬血漿銅鋅超氧化物歧化酶活性、銅藍蛋白活力、細胞色素C氧化酶的活性，降低血漿丙二醛含量。

[1] 鄭鑫,王玉琳,楊連玉,等.飼料中添加銅對生長豬血液中含銅酶活性的影響[J].飼料工業,2006,27（13）:23－25.

[2] 郭榮富,陳克嶙,張曦.肉雞對三堿基氯化銅、銅氨基酸螯合物、銅蛋白鹽生物利用率研究[J].動物營養學報,2001,13（1）:54－58.

[3] 張蘇江,劉國文,王哲.飼料銅水平對生長豬血清銅、血清鋅和血清鐵的影響[J].畜牧獸醫雜志,2003,22（1）:1－3.

[4] Sahoo SK,Labhasetwar V.Nanotech appproaches to drug delivery and imaging[J].Drug Discov Today,2003,24（8）:1 112－1 120.

[5] Cai Jianyan.Developmentalsituation and trend ofnano scienceand technology[J].Journal of Changchun University,2005,15（4）:71－75.

[6] Smith JW Ind,Tokach M D,Goodband R D,et al.Effects of the interrelationship between zinc oxide and copper sulfate on growth performance of early－weaned pigs[J].JAnim Sci,1997,75（7）:1 861－1 866.

[7] Lauridsen C,Hojsgaard S,Sorensen M T.Influence of dietary rapeseedoil,vitamin E,and copper on the performance and the antioxidative and oxidative status of pigs[J].JAnim Sci,1999,77（4）:906－916.

[8] 劉向陽,計成,丁麗敏,等.日糧硒、銅水平對大鼠體內有關的抗氧化物酶活性及脂質過氧化產物的影響[J].中國農業大學學報,1998,3（3）:107－112.

[9] 張蘇江,張光圣,王哲,等.豬飼料銅水平對血清酶活性的影響[J].動物科學與動物醫學,2002,19（8）:16－19.

[10] 滑靜,王曉霞,何欣,等.兩種銅鹽與添加水平對蛋雞血液某些生理生化指標的影響[J].黑龍江畜牧獸醫,2003（5）:26－27.

[11] 崔偉,彭西,崔恒敏,等.高銅對雛鴨腎臟抗氧化功能的影響[J].畜牧獸醫學報,2009,40（4）:572－576.

[12] 王艷華.納米銅和硫酸銅對斷奶仔豬生長、腹瀉和消化的影響及作用機理探討[D].杭州:浙江大學,2002.